Mutagenesis dengan Transposon pada Rizobakteria Pemacu Tumbuh Pseudomonas sp. CRB 19 dan Aplikasinya pada Tanaman Jagung

MUTAGENESIS DENGAN TRANSPOSON PADA RIZOBAKTERIA
PEMACU TUMBUH Pseudomonas sp. CRB 19 DAN
APLIKASINYA PADA TANAMAN JAGUNG

IRENE ARIKA PUTRI

DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Mutagenesis dengan
Transposon pada Rizobakteria Pemacu Tumbuh Pseudomonas sp. CRB 19 dan
Aplikasinya pada Tanaman Jagung adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan
tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, November 2013
Irene Arika Putri
NIM G34090095

ABSTRAK
IRENE ARIKA PUTRI. Mutagenesis dengan Transposon pada Rizobakteria
Pemacu Tumbuh Pseudomonas sp. CRB 19 dan Aplikasinya pada Tanaman
Jagung. Dibimbing oleh ARIS TRI WAHYUDI dan EDI HUSEN.
Rizobakteria pemacu tumbuh tanaman (PGPR) merupakan sekelompok
bakteri di rizosfer yang mampu memacu pertumbuhan tanaman dan membantu
tanaman dalam menghadapi kondisi cekaman lingkungan seperti cekaman
kekeringan. Pseudomonas sp. merupakan salah satu genus PGPR yang mampu
menghadapi cekaman kekeringan karena memproduksi eksopolisakarida.
Penelitian ini bertujuan mengkonstruksi mutan Pseudomonas sp. untuk
mendapatkan mutan yang tidak menghasilkan eksopolisakarida agar dapat
dibandingkan dengan tipe liarnya dan diketahui efektivitasnya terhadap
pertumbuhan tanaman jagung dalam kondisi cekaman kekeringan. Transposon
mini-Tn5Km1 pembawa gen resisten kanamisin dalam E. coli S17-1 (λ pir)

disisipkan ke genom Pseudomonas sp. CRB 19 dengan frekuensi konjugasi
sekitar 4.03 x 10-7 sel per resipien. Dari 15 mutan terpilih diperoleh sebanyak tiga
mutan yaitu MNM-6, MNM-7 dan MNM-13 dengan penurunan kadar
eksopolisakarida tertinggi berturut-turut sebesar 56.39%, 52.61% dan 51.79%.
Efektivitas inokulan pada tanaman jagung menunjukkan interaksi dengan
cekaman kekeringan pada parameter berat basah akar (BBA). Dari hasil ini, hanya
Pseudomonas sp. CRB 19 yang mampu meningkatkan pertumbuhan tersebut pada
kondisi kering (63.2% RPTA). Sementara ketika tidak ada interaksi dengan
cekaman kekeringan, formula tetap mampu meningkatkan pertumbuhan tanaman
jagung pada parameter tinggi, berat basah tajuk, berat kering tajuk dan berat
kering akar.
Kata kunci: eksopolisakarida, formula, jagung, mutagenesis, Pseudomonas sp, transposon

ABSTRACT
IRENE ARIKA PUTRI. Mutagenesis with Transposon of Plant Growth
Promoting Rhizobacteria Pseudomonas sp. CRB 19 and Its Application on Maize.
Supervised by ARIS TRI WAHYUDI and EDI HUSEN.
Plant growth promoting rhizobacteria ( PGPR ) are group of bacteria in the
rhizosphere that were able to stimulate plant growth and help plants in the face of
environmental stress conditions such as drought stress. Pseudomonas sp. is one

PGPR genus that was able to face drought stress because can produce
exopolysaccharide. Pseudomonas sp. mutant was constructed using transposon
mutagenesis to obtaine non-producing exopolysaccharide mutants. The mutants
were compared with the wild type Pseudomonas sp. CRB 19 to study the
effectiveness on growth promoting under drought condition. Tn5Km1-mini
transposon carrying the kanamycin resistance gene in E. coli S17-1 (λ pir) was
inserted into Pseudomonas sp. CRB 19 genome with conjugation frequency
around 4.03 x 10-7 cell per recipient. There were three mutants, MNM-6, MNM-7
and MNM-13 that showed the highest reduction of exopolysaccharide production,
respectively 56.39%, 52.61% and 51.79%. Formula showed interaction with
drought stress in improving root wet weight. Pseudomonas sp. CRB 19 was able
to enhance that plant growth in drought condition (63.2% WFPS). When there is
no interaction with drought stress, the formula continued to increase plant growth
in height, canopy wet weight, canopy dry weight and root dry weight.
Keywords:exopolysaccharide, formula, maize, mutagenesis, Pseudomonas sp.,transposon

MUTAGENESIS DENGAN TRANSPOSON PADA RIZOBAKTERIA
PEMACU TUMBUH Pseudomonas sp. CRB 19 DAN
APLIKASINYA PADA TANAMAN JAGUNG


IRENE ARIKA PUTRI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Biologi

DEPARTEMEN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

Judul Slu-ipsi: Mutagenesis dengan Transposon pada Rizobakteria Pemacu
Tumbuh Pseudomonas sp. CRB 19 dan Aplikasinya pada Tanaman
Jagung
Nama
: Irene Arika Putri
: 034090095

NIM

Disetujui oleh

Prof Dr
Pembimbing I

di MSi

usmana MSi
Departemen

Tanggal Lulus: "' 3 NOV LOn

Judul Skripsi : Mutagenesis dengan Transposon pada Rizobakteria Pemacu
Tumbuh Pseudomonas sp. CRB 19 dan Aplikasinya pada Tanaman
Jagung
Nama
: Irene Arika Putri
NIM

: G34090095

Disetujui oleh

Prof Dr Aris Tri Wahyudi, MSi
Pembimbing I

Diketahui oleh

Dr Ir Iman Rusmana, MSi
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

Dr Edi Husen, MSc
Pembimbing II

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wata’ala atas
segala rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya

ilmiah yang berjudul Mutagenesis dengan Transposon pada Rizobakteria Pemacu
Tumbuh Pseudomonas sp. CRB 19 dan Aplikasinya pada Tanaman Jagung.
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Mikrobiologi Departemen Biologi
FMIPA, Institut Pertanian Bogor dan Rumah Kaca Balai Penelitian dan
Pengembangan Sumberdaya Lahan (BBSDLP) Kementerian Pertanian Bogor,
Jawa Barat.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Prof Dr Aris Tri Wahyudi, MSi
dan Dr Edi Husen, MSc selaku pembimbing atas arahan, bimbingan dan ilmu
yang bermanfaat yang diberikan selama pelaksanaan penelitian dan penyusunan
karya ilmiah ini. Sebagian penelitian ini didanai melalui Proyek Penelitian
KKP3N 2013 kepada Prof Dr Aris Tri Wahyudi, MSi untuk itu penulis
mengucapkan terima kasih. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Dr
Rita Megia, DEA sebagai wakil dari komisi pendidikan atas sarannya sehingga
karya ilmiah ini menjadi lebih baik.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Rahayu Fitriani Wangsa Putrie, MSi
selaku tutor yang telah banyak memberikan saran, ilmu dan bantuan selama
penelitian berlangsung. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada kedua
orang tua, adik serta keluarga besar atas do’a, dukungan, dan kasih sayang yang
diberikan. Terima kasih pula kepada sahabat-sahabat (Bob, Fadhil, Mirah dan
Wulan) atas motivasi dan kebersamaannya selama ini. Tak lupa terima kasih

kepada teman seperjuangan Yani Mulyani, teman-teman Lab Mikrobiologi, serta
teman-teman Biologi 46 atas semua kebersamaan dan dukungan yang telah
diberikan.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, November 2013
Irene Arika Putri

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi


PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Tujuan Penelitian

2

METODE

2

Bahan dan Alat

2


Metode Penelitian

2

Mutagenesis dengan Transposon

2

Seleksi Mutan dan Uji Kuantitatif Pengukuran Eksopolisakarida

4

Penyiapan Gambut sebagai Bahan Pembawa

4

Formulasi Inokulan ke Bahan Pembawa Gambut

4


Penyiapan Tanah dan Pengaturan Kadar Air

4

Pengujian Inokulan pada Pertumbuhan Tanaman Jagung

5

HASIL

5

Mutagenesis dengan Transposon

5

Seleksi Mutan dan Uji Kuantitatif Pengukuran Eksopolisakarida

6

Formulasi Inokulan ke Bahan Pembawa Gambut

7

Pengujian Inokulan pada Pertumbuhan Tanaman Jagung

8

PEMBAHASAN

11

SIMPULAN

14

DAFTAR PUSTAKA

14

LAMPIRAN

16

RIWAYAT HIDUP

19

DAFTAR TABEL
1 Hasil uji kuantitatif eksopolisakarida (EPS) yang dihasilkan oleh mutan
Pseudomonas sp. CRB 19
2 Jumlah populasi awal inokulan bakteri pada media susu skim dan
molase
3 Formulasi isolat bakteri yang digunakan
4 Pengaruh perlakuan formula (K0, F1-F4) terhadap tinggi tanaman
jagung yang ditanam pada kadar air yang berbeda
5 Pengaruh perlakuan formula (K0, F1-F4) terhadap berat basah tajuk
tanaman jagung yang ditanam pada kadar air yang berbeda
6 Pengaruh perlakuan formula (K0, F1-F4) terhadap berat kering tajuk
tanaman jagung yang ditanam pada kadar air yang berbeda
7 Pengaruh perlakuan formula (K0, F1-F4) terhadap berat basah akar
tanaman jagung yang ditanam pada kadar air yang berbeda
8 Pengaruh perlakuan formula (K0, F1-F4) terhadap berat kering akar
tanaman jagung yang ditanam pada kadar air yang berbeda

6
7
8
8
9
9
9
9

DAFTAR GAMBAR
1 Diagram skematik mutagenesis dengan transposon
2 Koloni mutan hasil mutagenesis dengan transposon pada media selektif
LA+ Rif (50 µg/mL) +Km (50 µg/mL) yang diinkubasi pada suhu
ruang selama 24 jam selama 24 jam masa inkubasi
3 Perbandingan koloni yang diinkubasi pada suhu ruang selama 24 jam
masa inkubasi: CRB 19 (a) dan mutan MNM-6 (b)
4 Persentase penurunan kadar eksopolisakarida (EPS) yang dihasilkan
oleh mutan Pseudomonas sp. CRB 19
5 Bentuk kemasan paket formula dalam bahan pembawa gambut
6 Penampilan pertumbuhan tanaman jagung dengan berbagai perlakuan
formulasi inokulan. K perlakuan kering; B perlakuan basah; F1-F4
perlakuan formulasi inokulan; K0 kontrol tanpa formulasi inokulan

3

5
6
7
7

10

DAFTAR LAMPIRAN
1 Hasil analisis tekstur dan sifat kimia tanah vertisol
2 Setting tanah pot untuk kadar air dibawah kapasitas lapang (DKL)*
3 Denah rancangan percobaan

16
17
18

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Sekitar 78% dari luas daratan Indonesia merupakan lahan kering (Mulyani
et al. 2008). Lahan kering dikategorikan sebagai salah satu lahan marjinal karena
kondisi kadar air berada dibawah kapasitas lapang dan dalam kondisi laju
evapotranspirasi melebihi laju absorbsi air (Salisbury 1992). Disamping itu, lahan
kering memiliki kandungan bahan organik relatif rendah yang dapat menyebabkan
tanaman mengalami defisiensi unsur hara. Cekaman kekeringan merupakan faktor
lingkungan utama yang berpengaruh terhadap menurunnya produktivitas tanaman
pertanian (Vmanchanda dan Garg 2008). Oleh karena itu, diperlukan upaya untuk
mengatasi hal tersebut agar lahan kering dapat dimanfaatkan sehingga
produktivitas tanaman pertanian lebih optimal. Salah satu upaya itu adalah dengan
menggunakan rizobakteria sebagai inokulan.
Rizobakteria pemacu tumbuh tanaman atau Plant Growth Promoting
Rhizobacteria (PGPR) adalah kelompok bakteri yang hidup bebas di daerah
rizosfer dan berpotensi dalam memacu pertumbuhan tanaman serta sebagai agen
pengendali hayati yang menguntungkan (Dey et al. 2004). Mekanisme pemacuan
pertumbuhan tanaman oleh PGPR dilakukan melalui proses penambatan nitrogen,
produksi antibiotik, produksi siderofor, pelarutan fosfat dan produksi zat pengatur
tumbuh tanaman. Bakteri Pseudomonas sp. merupakan salah satu genus PGPR
yang telah banyak diteliti karena kemampuannya dalam meningkatkan
pertumbuhan tanaman. Pseudomonas sp. mampu membantu tanaman dalam
menghadapi cekaman lingkungan seperti cekaman kekeringan, limitasi nutrien
serta pencemaran senyawa toksik (Marulanda et al. 2009). Hal ini karena
Pseudomonas sp. menghasilkan eksopolisakarida, yaitu hasil sekresi senyawa
organik ekstraseluler bakteri dalam bentuk kapsul, lendir atau mukoid.
Eksopolisakarida dihasilkan sebagai upaya perlindungan diri bakteri agar tetap
hidup. Disamping itu, eksopolisakarida berperan dalam mempertahankan retensi
air di sekitar rizosfer dengan membentuk mikroagregat tanah yang stabil (Santi
2011). Formasi ini dapat dimanfaatkan oleh tanaman terlebih ketika berada pada
kondisi cekaman kekeringan.
Mutagenesis dengan transposon merupakan salah satu metode untuk
membuat mutan dengan cara menyisipkan segmen DNA (transposon) ke dalam
genom bakteri yang digunakan (Wahyudi 2001). Transposon didefinisikan sebagai
suatu fragmen DNA yang dapat meloncat dan menyisip secara acak pada genom
organisme. Dalam penelitian ini digunakan transposon mini-Tn5Km1 untuk
menghasilkan Pseudomonas sp. mutan yang tidak menginduksi atau menurunkan
pembentukan eksopolisakarida.Pseudomonas sp. mutan tersebut perlu diuji agar
dapat dibandingkan dengan tipe liarnya dan untuk mengetahui pengaruhnya
terhadap pertumbuhan tanaman pada kondisi tercekam kekeringan. Penelitian ini
bertujuan untuk mengkonstruksi mutan Pseudomonas sp. penghasil
eksopolisakarida
melalui
mutagenesis
dengan
transposon
serta
mengaplikasikannya pada tanaman jagung dalam kondisi cekaman kekeringan di
rumah kaca.

2
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mengkonstruksi mutan Pseudomonas sp. CRB 19
dengan transposon dan mengaplikasikan mutan yang dihasilkan pada
pertumbuhan tanaman jagung dalam kondisi cekaman kekeringan di rumah kaca.

METODE
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada bulan Januari sampai Agustus 2013 bertempat
di Laboratorium Mikrobiologi, Departemen Biologi FMIPA IPB dan Rumah Kaca
Cikeuweuh, Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Sumberdaya Lahan
(BBSDLP) Kementerian Pertanian, Bogor, Jawa Barat

Bahan dan Alat
Bakteri yang digunakan dalam penelitian ini adalah isolat bakteri pemacu
tumbuh dan toleran kekeringan Pseudomonas sp. CRB 19 sebagai resipien dan
bakteri E. coli S17-1 (λ pir) (pUTmini-Tn5Km1) sebagai donor dalam penandaan
transposon. Isolat Pseudomonas sp. CRB 19 diperoleh dari hasil penapisan bakteri
toleran kekeringan terbaik pada penelitian sebelumnya (Radita 2012). Media yang
digunakan meliputi media King’s B (pepton 20 g/L, K2HPO4 1.5 g/L,
MgSO4.7H2O 1.5 g/L, gliserol 15 mL, dan agar 20 g/L), media luria agar (LA)
(tryptone 10 g/L, NaCl 10 g/L, yeast extract 5 g/L, dan agar 15 g/L), media luria
bertani broth (LB), dan media susu skim dengan molase (susu skim 20 g/L,
K2HPO4 1.5 g/L, MgSO4.7H2O 1.5 g/L dan molase 15 mL). Bahan kimia yang
digunakan antara lain PEG 6000, larutan etanol absolut, larutan NaCl 0.85%,
larutan fenol 5%, larutan H2SO4 pekat, antibiotik kanamisin 50 µg/mL (Km),
rifampisin 50 µg/mL (Rif), dan ampisilin 50 µg/mL (Amp). Benih jagung manis
varietas Laksmi SD3 IPB dan bahan pembawa berupa gambut yang ditambah
bahan mineral digunakan dalam uji efektivitas inokulan di rumah kaca. Alat-alat
yang digunakan meliputi cawan petri, erlenmeyer, tabung reaksi dan alat-alat
laboratorium lainnya.

Metode Penelitian
Mutagenesis dengan Transposon
Mutagenesis dengan transposon dilakukan dengan menyisipkan gen
resisten kanamisin (Km1) yang dibawa oleh E. coli S17-1 (donor) pada plasmid
pUTmini-Tn5Km1 ke Pseudomonas sp. CRB 19 (resipien) melalui konjugasi
diparental mating. Kultur resipien ditumbuhkan pada 50 mL media King’s B cair
+ Rif 50µg/mL. Selanjutnya kultur diinkubasi pada mesin bergoyang dengan
kecepatan 120 rpm pada suhu ruang selama 24 jam (108 sel/mL). Sementara itu,

3
biakan donor ditumbuhkan pada 50 mL media LB + Km 50 µg/mL + Amp 50
µg/mL, diinkubasi pada mesin bergoyang dengan kecepatan 120 rpm pada suhu
37°C selama 20 jam (108 sel/mL). Konjugasi dilakukan dengan perbandingan
jumLah sel donor dan resipien 1:1. Kultur sel donor disentrifugasi pada kecepatan
10 000 rpm selama 5 menit, sementara sel resipien disentrifugasi pada kecepatan
yang sama selama 10 menit. Pelet yang terbentuk dicuci sebanyak 2-3 kali dalam
larutan NaCl 0.85%. Pelet sel resipien kemudian ditambahkan media LB sebanyak
40 µL. Selanjutnya suspensi sel resipien dipindahkan ke dalam tabung mikro yang
berisi pelet sel donor. Suspensi campuran sel resipien dan sel donor (M) tersebut
diresuspensi lalu dipindahkan ke membran filter milipore steril yang berada di
atas media LA non-antibiotik. Konjugasi bakteri dilakukan selama 24 jam pada
suhu ruang. Setelah 24 jam, masing-masing membran filter diangkat lalu
dilarutkan dalam larutan NaCl 0.85% steril sebanyak 1 mL, kemudian divorteks
agar sel terlepas dari membran filter. Selanjutnya sebanyak 100 µL masingmasing suspensi disebar pada media agar cawan LA+Km 50 µg/mL + Rif 50
µg/mL lalu diinkubasi selama 24 jam pada suhu ruang. Koloni yang muncul pada
media tersebut menunjukkan Pseudomonas sp. CRB 19 mutan yang genomnya
telah tersisipi oleh gen Km1 dari transposon mini-Tn5Km1. Diagram skematik
mutagenesis dengan transposon disajikan pada Gambar 1.
SfiI

EcoRI

KpnI

PstI
SalI

tnp

PstI
BglII

Km1

XbaI
PstI
SphI
SfiI

pUTmini-Tn5Km1
7.055 kb
ori R6K
Mob Rp4

PstI

pir

pili

tra

E. coliS17-1 (λ pir)

Pseudomonas sp. CRB 19

D+R

D

R

Media LA

Gambar 1 Diagram skematik mutagenesis dengan transposon pada Pseudomonas sp.
CRB 19

4
Seleksi Mutan dan Uji Kuantitatif Pengukuran Eksopolisakarida
Pseudomonas sp. mutan yang tidak bermukoid atau tidak berlendir diukur
kadar eksopolisakaridanya berdasarkan pada metode Dubois et al. (1956). Kultur
Pseudomonas sp. mutan ditumbuhkan pada media yang ditambahkan PEG 6000
selanjutnya diinkubasi selama 72 jam. Kultur lalu disentrifugasi pada kecepatan
13 000 rpm selama 30 menit. Supernatan kemudian dipresipitasi dengan 3 mL
etanol absolut selama 24 jam pada suhu 4°C lalu disentrifugasi kembali pada
kecepatan 10 000 rpm selama 15 menit. Endapan yang diperoleh dilarutkan
dengan akuades sebanyak 0.5 mL, diresuspensi lalu ditambahkan larutan fenol 5%
sebanyak 0.5 mL dan larutan H2SO4 pekat sebanyak 2.5 mL. Selanjutnya larutan
tersebut dipanaskan di dalam water bath pada suhu 40°C selama 10-15 menit lalu
diukur absorbansinya menggunakan spektrofotometer Vis pada panjang
gelombang 490 nm. Kadar eksopolisakarida ditentukan dengan membandingkan
dengan hasil regresi kurva standar glukosa pada kisaran konsentrasi 0-100 ppm.
Mutan dengan kadar eksopolisakarida terendah digunakan pada pengujian
efektivitas terhadap pertumbuhan tanaman jagung di rumah kaca.
Penyiapan Gambut sebagai Bahan Pembawa
Bahan pembawa terdiri dari campuran gambut sebanyak 85%, fosfat alam
10%, dan kapur pertanian (kaptan) sebanyak 5%. Selanjutnya sebanyak 50 g
campuran gambut dan bahan mineral tersebut dikemas ke dalam plastik tahan
panas lalu disterilisasi sebanyak 2 kali pada suhu 121°C pada tekanan 1 atm
selama 1 jam.
Formulasi Inokulan ke Bahan Pembawa Gambut
Isolat Pseudomonas sp. mutan terpilih ditumbuhkan ke dalam 10 mL media
cair King’s B +Rif 50 µg/mL +Km 50 µg/mL pada mesin bergoyang dengan
kecepatan 140 rpm pada suhu ruang selama 48 jam. Kultur kemudian
ditumbuhkan kembali di dalam media produksi susu skim dengan molase pada
mesin bergoyang hingga kepadatan populasi bakteri mutan mencapai 109 sel/mL.
Selanjutnya sebanyak 12 mL suspensi tersebut diinokulasikan menggunakan
syringe steril ke dalam 50 g gambut steril.
Penyiapan Tanah dan Pengaturan Kadar Air
Tanah yang digunakan berasal dari lahan kering Desa Pulutan Wetan
Kecamatan Wuryantoro Gunung Kidul-Wonogiri, Jawa Tengah (Lampiran 1).
Perlakuan kadar air meliputi kadar air pada kapasitas lapang (basah) dan kadar air
dibawah kapasitas lapang (kering). Metode penetapan kadar air mengikuti rumus
perhitungan Haney dan Haney (2010); Husen et al. (2013). Kadar air kapasitas
lapang ditetapkan dengan cara menyiram tanah dengan air sampai jenuh. Berat
basah ditimbang setelah tidak ada air yang menetes. Kadar air kapasitas lapang
ditetapkan sebesar 100% ruang pori terisi air (RPTA). Kadar air tersebut
dikondisikan sebagai perlakuan basah. Untuk perlakuan cekaman kekeringan
(dibawah kapasitas lapang), kadar air yang digunakan sebesar 63.2% RPTA.

5
Kadar air dibawah kapasitas lapang diperoleh dari nilai rataan RPTA kapasitas
lapang dan RPTA titik layu permanen (Lampiran 2).
Pengujian Inokulan pada Pertumbuhan Tanaman Jagung
Pengujian ini dilakukan di rumah kaca dengan menggunakan kadar air
tanah yang diatur secara konstan. Benih jagung steril diinokulasi secara merata
dengan gambut yang berisi inokulan Pseudomonas sp. mutan terpilih. Selanjutnya
benih ditanam ke dalam polybag yang berisi 3 kg tanah. Setiap polybag ditanam 2
benih jagung. Penjarangan dilakukan pada 7 hari setelah tanam (HST) dengan
menyisakan 1 tanaman pada setiap polybag dengan pertumbuhan yang relatif
seragam. Kekonstanan kadar air dikondisikan dengan menyiram tanaman jagung
sebanyak satu kali setiap harinya sambil ditimbang hingga mencapai berat tertentu.
Uji ini dilakukan selama fase vegetatif.
Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap
(RAL) dengan 2 faktor perlakuan (kadar air dan formula bakteri) (Lampiran 3).
Perlakuan kadar air terdiri atas 2 level (basah dan kering), sedangkan perlakuan
formula bakteri terdiri atas 5 level (F1, F2, F3, F4 dan 1 kontrol). Masing-masing
kombinasi perlakuan diulang sebanyak 5 kali. Parameter pertumbuhan jagung
yang diukur meliputi tinggi tanaman, berat basah tajuk, berat kering tajuk, berat
basah akar dan berat kering akar. Analisis data dilakukan menggunakan software
SPSS 16.0 dengan uji Duncan pada taraf 5%.

HASIL
Mutagenesis dengan Transposon
Mutagenesis dengan transposon merupakan salah satu cara untuk
mengkonstruksi mutan yang diharapkan tidak menghasilkan eksopolisakarida.
Hasil mutagenesis dengan transposon mendapatkan frekuensi konjugasi sekitar
4.03 x 10-7 sel per resipien yang diperoleh selama 24 sampai 72 jam masa inkubasi.
Mutan-mutan hasil konjugasi diekspresikan melalui kemampuan tumbuhnya pada
media LA+Rif (50 µg/mL)+Kan (50 µg/mL) (Gambar 2). Hal tersebut
menunjukkan bahwa gen resisten kanamisin telah berhasil disisipkan ke dalam
genom Pseudomonas sp. CRB 19 melalui konjugasi diparental mating.

1 cm

Gambar 2 Koloni mutan hasil mutagenesis dengan transposon pada media selektif LA+
Rif (50µg/mL)+Km (50µg/mL) yang diinkubasi pada suhu ruang selama 24
jam

6
Seleksi Mutan dan Uji Kuantitatif Pengukuran Eksopolisakarida
Seleksi mutan Pseudomonas sp CRB 19 dilakukan terhadap 15 mutan hasil
mutagenesis dengan transposon. Seleksi ini didasarkan pada penampakan koloni
mutan yang tidak berlendir dan cenderung lebih kering dibandingkan tipe liarnya
(Gambar 3). Karakter tersebut mengindikasikan bakteri mutan diduga tidak
menghasilkan eksopolisakarida. Untuk membuktikan hal tersebut maka dilakukan
serangkaian uji kuantitatif pengukuran eksopolisakarida.

1 cm

1 cm

(a)

(b)

Gambar 3 Perbandingan koloni yang diinkubasi pada suhu ruang selama 24 jam masa
inkubasi: CRB 19 (a) dan mutan MNM-6 (b)

Dari hasil uji kuantitatif, diketahui semua mutan masih menghasilkan
eksopolisakarida, namun hasil ini lebih rendah dibandingkan tipe liarnya. Kadar
eksopolisakarida yang dihasilkan oleh mutan berkisar antara 0.044-0.080 mg/mL.
Sementara CRB 19 memiliki kadar eksopolisakarida sebesar 0.100 mg/mL (Tabel
1).
Tabel 1 Hasil uji kuantitatif eksopolisakarida (EPS) yang dihasilkan oleh mutan
Pseudomonas sp. CRB 19
Kode isolat
MNM-1
MNM-2
MNM-3
MNM-4
MNM-5
MNM-6
MNM-7
MNM-8

Bobot EPS
(mg/mL)
0.065
0.073
0.078
0.054
0.069
0.044
0.047
0.055

Kode isolat
MNM-9
MNM-10
MNM-11
MNM-12
MNM-13
MNM-14
MNM-15
CRB 19 (wt)

Bobot EPS
(mg/mL)
0.051
0.080
0.061
0.071
0.048
0.078
0.064
0.100

Berdasarkan hasil uji kuantitatif eksopolisakarida, diketahui persentase
penurunan kadar eksopolisakarida mutan berkisar antara 19.46-56.39% (Gambar
4). Selanjutnya sebanyak tiga mutan dengan penurunan kadar eksopolisakarida
tertinggi dipilih untuk dilakukan pengujian efektivitas inokulan terhadap
pertumbuhan tanaman jagung dalam kondisi cekaman kekeringan. Mutan-mutan
tersebut diantaranya MNM-6, MNM-7 dan MNM-13 dengan penurunan kadar
eksopolisakarida berturut-turut sebesar 56.39%, 52.61% dan 51.79%.

Penurunan kadar EPS (%)

7

56.39

60
45.81

50
40
30

52.61
45.12

51.79

48.49
39.41

34.54
27.28
21.82

30.46

36.30

28.91
21.87

19.46

20
10
0

Mutan (MNM)
Gambar 4 Persentase penurunan kadar eksopolisakarida (EPS) yang dihasilkan oleh
mutan Pseudomonas sp. CRB 19

Formulasi Inokulan ke Bahan Pembawa Gambut
Sebanyak empat isolat bakteri terpilih (CRB 19, MNM-6, MNM-7 dan
MNM-13) diformulasi dalam bahan pembawa gambut. Sebelum diinokulasikan ke
dalam bahan pembawa gambut, masing-masing bakteri ditumbuhkan di media
produksi alternatif susu skim dan molase. Setelah ditumbuhkan di media produksi,
populasi awal bakteri dihitung menggunakan metode cawan sebar. Jumlah
populasi awal masing-masing bakteri sebesar 109 CFU/mL (Tabel 2). Bentuk
paket formula yang dihasilkan berupa serbuk (Gambar 5).
Tabel 2 Jumlah populasi awal inokulan bakteripada media susu skim dan molase
Waktu inkubasi
(jam)
48
48
48
48

Isolat
MNM-6
MNM-7
MNM-13
CRB 19

F1

F2

Jumlah populasi
(CFU/mL)
1.2 x 109
2.9 x 109
1.3 x 109
3.8 x 109

F3

Gambar 5 Bentuk kemasan paket formula dalam bahan pembawa gambut

8
Dari hasil formulasi, diperoleh sebanyak empat paket formula yang
dihasilkan. Masing-masing formulasi terdiri atas satu macam isolat bakteri terpilih.
Paket formulasi yang dihasilkan disajikan pada Tabel 3.
Tabel 3 Formulasi isolat bakteri yang digunakan
No.
1
2
3
4

Formula
F1
F2
F3
F4

Isolat
MNM-6
MNM-7
MNM-13
CRB 19

Pengujian Inokulan terhadap Pertumbuhan Tanaman Jagung
Pengaruh formulasi inokulan terhadap pertumbuhan tanaman jagung pada
kadar air yang berbeda ditunjukkan melalui lima parameter yaitu tinggi tanaman,
bobot basah tajuk (BBT), bobot kering tajuk (BKT), bobot basah akar (BBA) dan
bobot kering akar (BKA). Interaksi antara faktor kadar air dan faktor formula
hanya terjadi pada parameter BBA. Interaksi ini menunjukkan bahwa pengaruh
formula bergantung pada kadar air. Untuk parameter tinggi, BBT, BKT dan BKA
tidak terjadi interaksi antara formula dan kadar air. Namun pada parameter
pertumbuhan tersebut terdapat formula yang mampu meningkatkan pertumbuhan
tanaman. Pada parameter tinggi tanaman, formula F4 secara signifikan mampu
meningkatkan tinggi tanaman (Tabel 4). Untuk parameter BBT, formula F1, F3
dan F4 berbeda nyata terhadap kontrol (Tabel 5). Pada parameter BKT hanya
perlakuan formula F4 yang signifikan (Tabel 6). Pada parameter BBA terjadi
interaksi antara faktor kadar air dan formula dimana dalam keadaan kadar air
kering (63.3% RPTA), formula yang signifikan meningkatkan parameter BBA
adalah formula F4 (ditunjukkan oleh huruf yang berbeda pada baris) (Tabel 7).
Pada perlakuan BKA, diketahui formula F1 mampu meningkatkan parameter
BKA (Tabel 8). Performa pertumbuhan tanaman jagung dengan berbagai
perlakuan formula disajikan pada Gambar 6.
Tabel 4 Pengaruh perlakuan formula (K0, F1-F4) terhadap tinggi tanaman jagung
yang ditanam pada kadar air yang berbeda
Kadar
Air
Basah
Kering
Rata-rataq
p

K0*
95.60
69.20
82.40 b

F1
108.20
71.60
89.90 ab

Hasil rataan (cm)p
F2
F3
104.40
107.00
66.20
68.20
85.30 b
87.60 ab

F4
107.80
80.80
94.30 a

Rata-rataq
104.60 y
71.20 x

Rata-rata dari 5 ulangan. * Kontrol tanpa inokulan
Dalam satu baris atau lajur,rataan yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5%,
x: rata-rata perlakuan kadar air kering dan y: rata-rata perlakuan kadar air basah

q

9
Tabel 5 Pengaruh perlakuan formula (K0, F1-F4) terhadap berat basah tajuk
tanaman jagung yang ditanam pada kadar air yang berbeda
Kadar
Air
Basah
Kering
Rata-rataq

*

K0
30.40
11.00
20.70 b

F1
42.60
13.60
28.10 a

Hasil rataan (g)p
F2
F3
39.20
42.60
12.60
12.00
25.90 ab
27.30 a

F4
44.20
19.00
31.60 a

Rata-rataq
39.80 y
13.64 x

p

Rata-rata dari 5 ulangan. * Kontrol tanpa inokulan
Dalam satu baris atau lajur,rataan yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5%,
x: rata-rata perlakuan kadar air kering dan y: rata-rata perlakuan kadar air basah
q

Tabel 6 Pengaruh perlakuan formula (K0, F1-F4) terhadap berat kering tajuk
tanaman jagung yang ditanam pada kadar air yang berbeda
Kadar
Air
Basah
Kering
Rata-rataq

*

K0
3.45
1.59
2.52 b

F1
4.16
1.79
2.98ab

Hasil rataan (g)p
F2
F3
3.92
4.36
1.71
1.68
2.81 ab
3.022 ab

F4
4.20
2.43
3.32 a

Rata-rataq
4.01 y
1.84 x

p

Rata-rata dari 5 ulangan. * Kontrol tanpa inokulan
Dalam satu baris atau lajur,rataan yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5%,
x: rata-rata perlakuan kadar air kering dan y: rata-rata perlakuan kadar air basah

q

Tabel 7 Pengaruh perlakuan formula (K0, F1-F4) terhadap berat basah akar
tanaman jagung yang ditanam pada kadar air yang berbeda
Kadar
Air
Basah
Kering
Rata-rataq

*

K0
5.40 b y
5.60 b x
5.50

F1
10.60 a y
5.80 b x
7.20

Hasil rataan (g)p
F2
F3
9.80 a y
9.00 a y
4.60 b x
4.40 b x
7.20
6.70

F4
7.80 ab y
8.60 a x
8.20

Rata-rataq
8.52
5.80

p

Rata-rata dari 5 ulangan. Rataan diidahkan dengan Uji Duncan pada taraf 5 %
a-b membandingkan rataan dalam baris dan x-y membandingkan rataan dalam lajur. Nilai
parameter yang dicetak tebal mengindikasikan nilai parameter yang berbeda nyata dengan kontrol
pada tiap kelompok percobaan

Tabel 8 Pengaruh perlakuan formula (K0, F1-F4) terhadap berat kering akar
tanaman jagung yang ditanam pada kadar air yang berbeda
Kadar
Air
Basah
Kering
Rata-rataq
p

*

K0
0.49
0.44
0.47 b

F1
0.87
0.42
0.65 a

Hasil rataan (g)p
F2
F3
0.75
0.72
0.41
0.36
0.58 ab
0.54 ab

F4
0.61
0.54
0.57 ab

Rata-rataq
0.69 y
0.43 x

Rata-rata dari 5 ulangan. * Kontrol tanpa inokulan
Dalam satu baris atau lajur,rataan yang diikuti huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf 5%,
x: rata-rata perlakuan kadar air kering dan y: rata-rata perlakuan kadar air basah
q

10

K/K0

K/K0

K/F1

K/F3

B/K0

B/K0

B/F1

B/F3

K/K0

K/K0

K/F2

K/F4

B/K0

B/K0

B/F2

B/F4

Gambar 6 Penampilan pertumbuhan tanaman jagung dengan berbagai perlakuan formulasi inokulan. K perlakuan kering; B perlakuan
basah; F1-F4 perlakuan formulasi inokulan; K0 kontrol tanpa inokulan

11

PEMBAHASAN
Konstruksi mutan Pseudomonas sp. CRB 19 dilakukan untuk mendapatkan
mutan yang tidak menghasilkan atau menurunkan produksi eksopolisakarida
melalui mutagenesis dengan transposon. Sebelum dilakukan mutagenesis dengan
transposon, terlebih dahulu dilakukan mutasi spontan pada bakteri Pseudomonas
sp. CRB 19 (resipien). Mutasi spontan bertujuan untuk menentukan penanda
resipien Pseudomonas sp. CRB 19 agar dapat dibedakan dengan donor E. coli
S17-1 (λ pir) yang memiliki transposon dengan penanda gen resisten kanamisin.
Pada mutasi spontan digunakan rifampisin sebagai penanda. Antibiotik rifampisin
dipilih karena hanya sedikit bakteri yang diketahui resisten terhadap antibiotik ini.
Mutasi spontan ini menyebabkan bakteri Pseudomonas sp. CRB 19 resisten
terhadap rifampisin. Hal ini karena terjadi mutasi pada gen rpoB yang menyandi
sub unit polimerase (Nicholson dan Moughan 2002). Dari hasil tersebut antibiotik
kanamisin dan rifampisin dapat digunakan sebagai marker seleksi transkonjugan
mutagenesis dengan transposon. Frekuensi konjugasi yang didapatkan dari
mutagenesis dengan transposon sekitar 4.03 x 10-7 sel per resipien. Frekuensi ini
lebih rendah dibandingkan penelitian Panjaitan (2007) yang mendapatkan
frekuensi konjugasi Pseudomonas sp CRB 17 sebesar 3.1 x 10-5 sel per resipien
menggunakan galur E. coli yang sama. Frekuensi konjugasi berbeda-beda pada
galur yang sama membuktikan bahwa transposisi transposon mini-Tn5Km1
terjadi secara acak (Herero et al. 1990).
Transposon mini-Tn5Km1 merupakan salah satu turunan transposon Tn5
yang digunakan untuk mutagenesis bakteri gram negatif (Lorenzo et al. 1990).
Pada sel resipien, transposon yang membawa gen resisten kanamisin ini akan
menyisip secara acak pada genom bakteri resipien sehingga menghasilkan
transkonjugan yang resisten terhadap kanamisin (Herero et al. 1990). Oleh karena
itu pada media seleksi ditambahkan antibiotik kanamisin sebagai penanda adanya
penyisipan transposon. Penyisipan transposon ini bersifat stabil karena gen
transposase berada di luar transposon sehingga setelah transposon menyisip ke
genom bakteri resipien maka tidak akan terjadi transposisi sekunder. Disamping
itu, plasmid pUTmini-Tn5Km1 dikenal sebagai plasmid bunuh diri. Plasmid ini
hanya mampu bereplikasi dalam sel inang yang memiliki aktivitas protein pir.
Apabila plasmid ini masuk ke dalam sel resipien yang tidak mampu memproduksi
protein pir (seperti Pseudomonas sp.), maka plasmid akan terdegradasi oleh
DNAase.
Penurunan kadar eksopolisakarida pada mutan hasil mutagenesis dengan
transposon mungkin disebabkan oleh adanya penghambatan salah satu gen yang
menginduksi pembentukan eksopolisakarida. Selain itu, didapatkannya mutan
yang masih menghasilkan eksopolisakarida dimungkinkan karena adanya jalur
sintesis lain dalam produksi eksopolisakarida yang dimiliki oleh galur
Pseudomonas sp. Apabila salah satu jalur terhambat akibat penyisipan transposon
kedalam salah satu gen yang berperan, maka bakteri dapat mengambil jalur
sintesis alternatif lainnya. Hal serupa ditemui dalam penelitian Panjaitan (2007)
yang mendapatkan mutan-mutan Pseudomonas CRB 17 yang menghasilkan IAA
lebih tinggi dan lebih rendah melalui mutagenesis dengan transposon.
Berdasarkan persentase penurunan kadar eksopolisakarida tertinggi, terpilih
sebanyak tiga mutan untuk dilakukan pengujian efektivitas inokulan terhadap

12
pertumbuhan tanaman jagung dalam kondisi cekaman kekeringan. Pada sel
bakteri, eksopolisakarida berfungsi melindungi sel bakteri ketika berada pada
kondisi cekaman kekeringan (Sandhya et al. 2009). Dengan memproduksi
eksopolisakarida, bakteri akan meningkatkan retensi air di sekitar rizosfer
sehingga dapat dapat mengatur difusi sumber karbon ke dalam sel bakteri
(Amellal et al. 1998). Eksopolisakarida yang disekresikan berperan sebagai agen
perekat dengan membentuk mikroagregat tanah yang mantap. Kandungan
eksopolisakarida yang tinggi serta agregat tanah yang baik mampu menyerap air
dan hara tersedia lebih banyak. Hal tersebut memungkinkan tanaman mampu
mengurangi dampak cekaman kekeringan yang ada.
Media susu skim dengan molase merupakan media produksi alternatif yang
mampu menggantikan peranan media standar laboratorium. Media susu skim
dengan molase relatif lebih ekonomis dan memiliki kualitas yang sama dengan
media standar. Susu skim yang digunakan dapat berasal dari susu kadaluarsa,
sedangkan molase berasal dari hasil sampingan (limbah) industri gula. Media susu
skim dengan molase merupakan media pertumbuhan terbaik bagi bakteri Bacillus
sp., Pseudomonas sp. dan Bradyrhizobium japonicum dengan populasi sel
berkisar 108 CFU/mL (Kristin 2010). Hal ini karena kandungan susu skim
berperan sebagai sumber nitrogen dan molase berperan sebagai sumber karbon.
Bahan pembawa diperlukan untuk menginokulasikan bakteri potensial ke
skala lapangan. Penggunaan gambut sebagai bahan pembawa ditujukan untuk
mempermudah pada saat aplikasi di lapangan. Gambut yang digunakan berasal
dari Rawa Pening, Jawa Tengah. Gambut ini merupakan bahan pembawa inokulan
komersial di Indonesia yang dapat diakses untuk penggunaan jangka panjang.
Kelebihan gambut sebagai bahan pembawa yaitu diantaranya memiliki
kemampuan mempertahankan kadar air, memiliki kapasitas penyangga pH yang
baik, dapat terdegradasi di dalam tanah, memiliki tekstur yang tidak menggumpal,
memiliki pelekatan yang baik terhadap biji serta mengandung asam humat yang
berperan sebagai unsur C dan N untuk meningkatkan pertumbuhan bakteri
(Somasegaran dan Hoben 1994; Feng et al. 2002). Jumlah populasi awal masingmasing bakteri pada bahan pembawa gambut sebesar 109 CFU/mL. Somasegaran
dan Hoben (1994) menyatakan bahwa konsentrasi minimum sel bakteri yang akan
diinokulasikan ke dalam bahan pembawa adalah sebesar 5x108 sel/mL. Hal
tersebut berkaitan dengan viabilitas bakteri dalam bahan pembawa serta
kemampuannya untuk dapat bersaing dengan mikroorganisme indigenus lain di
tanah.
Hasil uji statistik menunjukkan bahwa perlakuan basah berbeda nyata
dengan perlakuan kering (Tabel 4-8). Hal ini berarti efektivitas perlakuan kering
belum mampu menyamai efektivitas pada perlakuan basah. Namun secara umum
terdapat formula yang mampu memacu pertumbuhan tanaman jagung pada
beberapa parameter. Hasil uji efektivitas inokulan terhadap pertumbuhan tanaman
jagung menunjukkan adanya interaksi antara kadar air dengan formula terjadi
pada parameter BBA. Adanya interaksi ini menunjukkan efek formula yang
bergantung pada kondisi kadar air. Pada perlakuan kering (63.2% RPTA), hanya
formula F4 yang mampu meningkatkan parameter pertumbuhan tersebut secara
signifikan, sementara formula mutan (F1, F2 dan F3) tidak mampu memacu
pertumbuhan tanaman jagung dalam kondisi kering (Tabel 7). Parameter BBA
menunjukkan status penyerapan air oleh akar. Hal ini karena efektivitas bakteri

13
dalam
memproduksi
eksopolisakarida
sehingga
adanya
akumulasi
eksopolisakarida di rizosfer mampu meningkatkan retensi air di sekitar perakaran
dan dengan mudah dapat diserap oleh akar (Santi et al. 2008).
Selanjutnya pada parameter tinggi, BBT, BKT dan BKA tidak terjadi
interaksi antara formula dan kadar air (Tabel 4-6, 8). Hal ini menunjukkan bahwa
pada pertumbuhan tanaman jagung, kadar air tidak mempengaruhi produktivitas
tanaman tersebut. Pada parameter tinggi tanaman, formula F4 secara signifikan
mampu meningkatkan tinggi tanaman yang lebih baik dibandingkan kontrol.
Untuk parameter BBT, formula F1, F3 dan F4 menunjukkan peningkatan
pertumbuhan secara signifikan dibandingkan kontrol. Parameter BBT
menunjukkan status serapan air pada sel-sel tanaman. Selanjutnya pada parameter
BKT hanya formula F4 yang mampu meningkatkan parameter tersebut secara
signifikan. Pada perlakuan BKA, diketahui formula F1 mampu meningkatkan
parameter BKA.
Formula-formula yang berisi mutan-mutan (F1-F3) dengan penurunan kadar
eksopolisakarida lebih dari 50% tidak mampu memacu pertumbuhan tanaman
jagung pada kondisi kering (63.2% RPTA). Sebaliknya formula F4 yang
mengandung Pseudomonas sp. CRB 19 tipe liar (wild type) mampu memacu
pertumbuhan tanaman jagung pada parameter BBA dalam kondisi tercekam
kering. Dari hasil ini membuktikan bahwa eksopolisakarida memegang peranan
penting dalam memacu pertumbuhan tanaman dalam cekaman kekeringan.
Produksi eksopolisakarida akan terus ditingkatkan seiring dengan semakin
meningkatnya kondisi kekeringan (Sandhya et al. 2010).
Formula F4 berisi bakteri Pseudomonas sp. CRB 19. Isolat CRB 19
merupakan bakteri hasil penapisan toleran kekeringan terbaik dengan nilai optical
density (OD) sebesar 0.563 pada tekanan osmotik terendah (-2.5 Mpa) (Radita
2012). Isolat yang mampu menghasilkan nilai OD ≥ 0.4 pada tekanan osmotik
terendah merupakan bakteri potensial yang toleran terhadap cekaman kekeringan
(Alikhani dan Mohamadi 2010). Menurut Marulanda et al. (2009), isolat bakteri
mampu bertahan pada tekanan osmotik rendah karena mensekresikan
eksopolisakarida. Pada penelitian ini kadar eksopolisakarida yang dihasilkan oleh
CRB 19 sebesar 0.100 mg/mL. Bila dibandingkan dengan mutan-mutan CRB 19,
kadar eksopolisakarida yang dihasilkan CRB 19 jauh lebih besar. Data tersebut
mendukung kemampuan CRB 19 dalam memacu pertumbuhan tanaman jagung.
Eksopolisakarida berperan penting dalam membentuk agregat tanah yang
stabil. Hal ini karena eksopolisakarida mampu meningkatkan retensi air dan
memiliki sifat sebagai agens perakat. Agregat tanah yang stabil akan menciptakan
lingkungan fisik yang baik bagi pertumbuhan tanaman. Lingkungan fisik yang
baik ini erat kaitannya dengan aliran nutrisi dan air ke dalam akar tanaman, aerasi
dan porositas tanah yang mendukung bagi pertumbuhan tanaman (Santi et al.
2008). Tanaman yang diinokulasi dengan bakteri penghasil eksopolisakarida juga
menunjukkan transpirasi yang lebih tinggi (Roberson dan Firestone 1992). Hal ini
mampu meningkatkan resistensi tanaman pada kondisi cekaman kekeringan.

14

SIMPULAN
Transposon mini-Tn5Km1 berhasil disisipkan pada genom Pseudomonas sp.
CRB 19 dengan frekuensi konjugasi sekitar 4.03 x 10-7sel per resipien dan
mendapatkan tiga mutan yaitu MNM-6, MNM-7 dan MNM-13 dengan penurunan
kadar eksopolisakarida berturut-turut sebesar 56.39%, 52.61% dan 51.79%. Uji
efektivitas inokulan di rumah kaca menunjukkan bahwa Pseudomonas sp. CRB
19 (formula F4) dengan kemampuan menghasilkan eksopolisakarida tertinggi,
signifikan menghasilkan berat basah akar jagung pada kondisi kering. Inokulan
Pseudomonas sp. CRB 19 saja (tanpa pemisahan perlakuan kadar air), mampu
meningkatkan pertumbuhan tanaman jagung yang ditunjukkan oleh tinggi, berat
tajuk dan akar, yang signifikan lebih tinggi daripada perlakuan kontrol.

DAFTAR PUSTAKA
Alikhani HA, Mohamadi L. 2010. Assesing tolerance of rhizobial lentil symbiosis
isolates to salinity and drought in dry land farming condition. Di dalam: 19 th
World Congress of Soil Science, Soil Solutions for a Changing World;
Brisbane, 1-6 Agustus 2010.
Amellal N, Burtin G, Bartoli F, Heulin T. 1998. Colonization of wheat roots by an
exopolysaccharide-producing Pantoea agglomerans strain and its effect on
rhizosphere oil aggregation. Appl Environ Microbiol. 64(10): 3740-3747.
Dey R, Pal KK, Bhat DM, Chauhan SM. 2004. Growth promotion and yield
enhancement of peanut (Arachis hypogea L.) by application of plant
growth-promoting rhizobacteria. Microbiol Res. 159: 371-394.
Dubois, Gilles KA, Hamilton JK, Rebers PA, Smith F. 1956.Colorimetric
methods for determination of sugars of related subtances. Anal Chem. 28:
350-356.
Feng L, Roughley J, Copeland L. 2002. Morphological changes of rhizobia in peat
cultures. Appl Environ Microbiol. 68:1064-1070.
Haney RL, Haney EB. 2010. Simple and rapid laboratory method for rewetting
dry soil for incubations. Soil Sci Plant Anal. 41: 1493-1501.
Herrero M, V de Lorenzo, Timmis KN.1990. Transposon vector containing nonantibiotic resistance selection markers for cloning and stable chromosomal
insertion of foreign genes in gram-negative bacteria. J Bacteriol. 172: 65576567.
Husen E, Salma S, Agus F. 2013. Peat emission control by groundwater
management and soil amendments: evidence from laboratory experiments.
Mitigation and Adaptation Strategies for Global Change, siap terbit.
Kristin N. 2009. Formulasi campuran rizobakteria pelarut fosfat dengan
Bradyrhizobium japonicum menggunakan gambut sebagai bahan pembawa
[skripsi] Bogor (ID): Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Institut Pertanian Bogor.
Lorenzo V de, Herrero M, Jakubzik U, Timmis KN. 1990.Mini-Tn5 transposon
derivated for insertion mutagenesis, promotor probing, and chromosomal
insertion of cloned DNA in gram-negative eubacteria. J Bacteriol. 11: 65686572.

15
Marulanda A, Barea JM, Azcon R. 2009. Stimulation of plant growth and drought
tolerance by native microorganisms (AM fungi and bacteria) from dry
environment: mechanisms related to bacterial effectiveness. Plant Growth
Regul. 28:115-124.
Mulyani A, Abdurachman A, Dariah A. 2008. Strategi dan teknologi pengelolaan
lahan kering mendukung pengadaan pangan nasional. J Litbang Pert. 27:4349.
Nicholson WL, Moughan H. 2002. The spectrum of spontaneous rifampisin
resistance mutation in the rpoB gene of Bacillus subtilis 168 spores differs
from that vegetative cells and resembles that Mycobacterium tubercolosis. J
Bacteriol 184: 4936-4940.
Panjaitan M. 2007. Konstruksi Mutan Pseudomonas sp. CRB 17 untuk
meningkatkan produksi asam indol asetat melalui mutagenesis dengan
transposon [skripsi] Bogor (ID): Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor.
Radita R. 2012. Rizobakteria Pseudomonas sp. pemacu tumbuh toleran
kekeringan dan aplikasinya pada tanaman jagung di rumah kaca [skripsi]
Bogor (ID): Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut
Pertanian Bogor.
Roberson EB, Firestone MK. 1992. Relationship between dessication and
exopolysaccharide production in a soil Pseudomonas sp. Appl Environ
Microbiol. 58:1284-1291.
Salisbury. 1992. Fisiologi Tumbuhan jilid II. Bandung (ID): ITB Pr.
Sandhya, Ali SKZ, Minakshi G, Gopal R, Venkateswarlu. 2009. Alleviation of
drought stress effects in sunflower seedlings by the exopolysaccharides
producing Pseudomonas putida strain GAP-P45. Biol Fertil Soils. 46:17-26.
Sandhya V, Ali SKZ, Grover M, Reddy G, Venkateswarlu B. 2010. Effect of
plant growth promoting Pseudomonas spp. on compatible solutes. antioxidant
status and plant growth of maize under drought stress. Plant Growth Regul. 62:
21-30.
Santi LP, Dariah A, Goenadi DH. 2008. Peningkatan kemantapan agregat tanah
mineral oleh bakteri penghasil eksopolisakarida. Menara Perkeb. 76 (2): 93103.
Santi LP. 2011. Peran bakteri penghasil eksopolisakarida dalam agregasi tanah
tekstur berpasir [tesis]. Bogor (ID): Sekolah Pasca Sarjana, Institut
Pertanian Bogor.
Somasegaran P, Hoben HJ. 1994. Hand Book for Rhizobia. New York (US):
Spinger Verlag.
Vmanchanda I, Garg. 2008. Salinity and its effect on the functional biology of
legumes. J Plant Phsyiol. 7: 1-45.
Wahyudi AT. 2001. Perpustakaan gen : bagaimana mengkonstruksinya. Hayati 8:
27-30.

16
Lampiran 1 Hasil analisis tekstur dan sifat kimia tanah vertisol (di Laboratorium
Kimia Tanah, Balai Penelitian Tanah)
Jenis Analisis
Tekstur :
Liat (%)
Debu (%)
Pasir (%)
pH :
H2O
KCl
Bahan Organik :
C (%)
N (%)
C/N
P2O5 (HCl 25%) mg 100g-1
K2O (HCl 25%) mg 100g-1
P-Bray-1 (mg kg-1 P)
P-Olsen (mg kg-1 P)
Kation dapat ditukar-NH4OAc 1 N pH 7: (cmol (+)kg-1
Ca
Mg
K
Na
KTK (cmol (+)kg-1
KB (%)
Al-dd(cmol (+)kg-1
H-dd(cmol (+)kg-1

Nilai
Liat berdebu
42
35
23
7,13
6,16
0,85
0,10
8
154
101
15,98
2,22
20,19
4,56
0,24
0,66
38,12
67,00
0,00
0,00

17
Lampiran 2 Setting tanah pot untuk kadar air dibawah kapasitas lapang (DKL)*
DATA FISIKA
BD (ditetapkan) (g/cm3 )
PD (ditetapkan) (g/cm3 )
RP (ruang pori) = 1 – (PD/BD)
Kadar Air Titik Layu Permanen (KABK-TLP)
KABK-TLP (ditetapkan 12%)
RPTA-TLP ((KABK*BD)/RP)
Kadar Air Kapasitas Lapang (KABK-KL)
KABK-KL (diukur) = (Berat Basah (BTB) – Berat kering (BTK)/ Berat
kering (BTK)
RPTA-KL (ditetapkan 100%)

1.2
2.65
0.54717

0.120
0.263

0.456
1.000

Kadar Air Bawah-Kapasitas Lapang (KABK– Bawah KL)
KABK-Bawah KL
RPTA-Bawah KL (Nilai tengah dari TLP dan KL)

0.288
0.632

Hasil perhitungan KA (lihat hasil KA)
% Berat air (BA) tanah jenuh KL
% Berat tanah kering

32.05
67.95

Berat tanah jenuh masing-masing pot (KL) (gr)
Berat tanah kering (BTK) (gr)
Berat air (BA) (gr)
KABK = (BA/BTK)

4000
2718
1282
0.47167

KABK RPTA 63.2% untuk KODE pot KF
BA RPTA 63.2% = KABK*BTK (gr)
Berat tanah kering + air akhir (BTK + BA) (gr)

0.288
782.7498
3500,75

*Mengikuti Haney dan Haney (2010); Husen et al. (2013)

18
Lampiran 3 Denah rancangan percobaan

P

A

A

Keterangan:
P
: Pintu
A
: Keran air
K
: Perlakuan kadar air kering
B
: Perlakuan kadar air basah
F
: Formulasi
I-V
: ulangan 1-5

A

B/F2-I

B/F4-III

B/F1-III

K/F4-II

B/F3-II

B/F3-V

K/F3-I

K/F2-V

K/F4-III

B/K0-II

B/F3-I

K/F2-II

B/F4-IV

B/F4-V

B/F3-IV

K/F3-II

K/F1-III

K/F3-III

B/K0-V

B/F1-1

K/K0-II

B/F4-II

B/F4-I

K/F1-V

K/F1-4

K/F1-1

K/F4-I

B/F3-III

B/F2-V

B/F2-III

K/F4-IV

B/F2-IV

K/K0-I

K/K0-III

B/F1-V

K/F4-V

K/F3-IV

B/K0-IV

B/K0-I

K/F2-IV

K/K0-V

K/F2-I

K/K0-IV

K/F2-III

K/F3-V

B/F2-II

K/F1-II

B/F1-II

K/F2-III

B/K0-III

P

A

19

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jambi pada tanggal 20 Maret 1991 sebagai anak
pertama dari tiga bersaudara dari ayah Sukartiko dan ibu Jumiati. Penulis
menyelesaikan pendidikan di SMA Negeri 3 Kota Jambi pada tahun 2009. Pada
tahun yang sama penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur
Beasiswa Utusan Daerah (BUD) dari PT Minamas Plantation. Penulis memilih
mayor Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten mata kuliah Biologi
Dasar dan Mikrobiologi Dasar pada tahun ajaran 2012/2013. Selain itu, penulis
juga aktif di lembaga kemahasiswaan Himpunan Mahasiswa Biologi (Himabio)
sebagai sekretaris divisi Bioworld periode 2010/2011, serta aktif di berbagai
kegiatan kepanitiaan BIONIC, Grand Biodiversity, Pesta Sains Nasional, SPIRIT
dan lain-lain.
Penulis melaksanakan studi lapang pada tahun 2011 dengan judul
“Cendawan Endofitik Non-Mikoriza pada Akar Shorea di Hutan Pendidikan
Gunung Walat” dan praktik lapangan pada tahun 2012 dengan judul “Teknik
Budidaya Brokoli (Brassica oleracea var. italica) Organik di PT Kusuma
Agrowisata, Batu, Jawa Timur”. Pada Juni tahun 2012, penulis mengikuti
program pengembangan diri (Development Programme) yang diselenggarakan
oleh Yayasan Sime Darby Berhard di Kuala Lumpur dan Malaka, Malaysia.